第四章 典型零件加工.ppt

1、第四章 典型零件加工,知识点,轴类零件加工概述，轴类零件的外圆表面加工，轴类零件加工工艺分析； 套筒类零件加工概述，套筒类零件的内孔表面加工，套筒类零件加工工艺分析； 箱体类零件加工概述，箱体零件的平面加工方法，箱体类零件加工工艺分析； 圆柱齿轮加工概述，齿轮零件的齿形加工，圆柱齿轮加工工艺分析。,轴类零件加工工艺分析， 套筒类零件加工工艺分析， 箱体类零件加工工艺分析， 圆柱齿轮加工工艺分析。,重点：,第四章 典型零件加工,4.1 轴类零件的加工,4.2套筒类零件的加工,4.3箱体类零件加工,4.4圆柱齿轮加工,4.1 轴类零件加工,4.1.1 概述,1.轴类零件的功用与结构特点,功用支承传

2、动件、传递扭矩或运动、承受载荷，具有一定的回转精度,结构回转体零件，长度大于直径,类型光轴、 阶梯轴、 空心轴、 异形轴（曲轴、凸轮轴、偏心轴和花键轴等）,刚性轴（L/d12） 挠性轴（L/d12）,圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、圆弧、螺纹、键槽、 花键、其他表面,组成,见图4.1,2.轴类零件的技术要求,按功用和工作条件制定的,直径精度IT69级，可达IT5级。,几何形状精度（圆度、圆柱度等）允差的1/2，1/4,相互位置精度（同轴度）0.010.03mm ，0.0010.005mm,表面粗糙度Ra0.20.8m，Ra0.83.2m,热处理（表面淬火、渗碳淬火等），动平衡，探伤，过渡圆角,轴颈

3、轴类零件的主要表面，影响轴的回转精度及工作状态。,3、主轴零件的材料、毛坯及热处理,常用材料：,轴类零件选材时应满足其力学性能（包括材料强度、韧性和 耐磨性等），同时，选择合理的热处理方法，使其达到良好的强 度、刚度和表面硬度。,中等精度和转速较高的轴可选用40Cr调质、表面淬火,一般轴类零件常用45钢正火、调质、淬火等,高精度轴轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn调质和表面淬火,高转速和重载荷20CrMnTi、20Cr，38CrMoAl，渗碳淬火或氮化,结构复杂（曲轴）HT400、QT600、QT450、QT400,毛坯,大型轴或结构复杂的轴铸件。,常用圆棒料和锻件,一般轴棒料,重要轴锻件可使金

4、属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度,单件小批生产自由锻；,成批大量生产模锻,4.1.2轴类零件的外圆表面加工,1.外圆表面的车削加工,（1）车削外圆各个加工阶段粗车、半精车、精车、精细车,见表3.5经济加工精度和表面粗糙度值,粗车粗加工尽快获得接近最后的工件形状和尺寸的操作,半精车提高零件的加工精度和改善表面质量,精车可作为较高精度外圆表面的终加工，又可作为光整加 工表面的预加工。,精细车高精度外圆表面的最终加工工序， 适用于有色金属零件的加工。,（2）细长轴外圆表面的车削,1）细长轴的车削特点,细长轴长度与直径之比大于20（L/D大于20）的轴。,（3）加工中连续切

5、削的时间长，刀具磨损大，影响加工精度和 表面质量。,车削特点：,（1）细长轴刚性差，受切削力作用极易产生弯曲变形和振动。,（2）在切削热作用下，产生线膨胀，若两端顶尖固定支承， 则会弯曲变形。,2）细长轴的先进车削方法,（5）采用反向进给切削，改变工件受力方向，可减少工件的 弯曲变形。,（1）改进工件的装夹方式，采用一夹一顶的方法；,（2）尾座顶尖改为弹性顶尖，避免工件受热变形；,（3）采用跟刀架，以提高工件刚度；,（4）为减少背向力，尽量采用大主偏角车刀， 一般取r = 750930,2、外圆表面的磨削加工,磨削加工是轴类零件外圆精加工的主要方法，既能加工淬火 零件，也可加工非淬火零件。,细

6、磨（精密磨削）IT56级，Ra0.10.2m,镜面磨Ra0.01m,粗磨IT89级，Ra0.81.6m,精磨IT67级，Ra0.20.8m,根据不同的精度和表面质量的要求，磨削可分为：,（1）中心磨削 外圆磨床两顶尖定位,（2）无心磨削,无心磨床自定位,精度IT67级，Ra 0.20.8m，位置精度不高，不能加工圆周不连续工件 生产率高，配置适当的自动上料机构，可实现自动磨削，适合于大批量生产。,图4.3,见图4.3 导轮用橡胶结合剂将磨粒沾结而成， 导轮的安装倾斜一角度， 导轮速度V导分解为水平和垂直的两 个分量，一个带动工件旋转，一个带动 工件作轴向进给运动。 砂轮高速旋转以磨削工件。,（

7、3）砂带磨削,用粘满砂粒的砂布作为磨削工具的一种加工方法。,图4.4 1工件 2砂带 3张紧轮 4接触轮,静电植砂制作的砂带，砂粒尖端 向上均匀排列。 砂带与工件柔性接触，磨粒载荷 小且均匀，同时具有磨削和抛光双重 作用，表面粗糙度值可达 Ra 0.20.8m，最高Ra 0.02m， 表面不烧伤。 弹性磨削，切削力小，适宜加工 细长轴等零件。,特点：设备简单， 成本低， 安全， 生产率高,3.外圆表面的精密加工,（1）高精度磨削小于Ra 0.1m,精密磨削Ra 0.10.05m 超精密磨削Ra 0.050.025m 镜面磨削Ra 0.01m,实质磨粒微刃等高性参加磨削的磨粒多，微细切屑 半钝化

8、磨粒摩擦抛光 钝化期挤压抛光,图4.5 磨粒的微刃及其变化,（2）超精加工,油石加压力振动纵向进给，工件低速回转不重复轨迹,强烈切削阶段压强大，油膜被破坏，切削作用强烈 正常切削阶段压强降低,切削作用减弱 微弱切削阶段压强更低，摩擦抛光作用 自动停止切削阶段压强很小,形成油膜，切削作用停止,图4.6 超精加工原理,有磨粒摩擦抛光作用，交叉网纹Ra 0.010.1m， 速度低,压力小,发热少,表面不烧伤，不能纠正形状和位置误差。,超精加工过程可分为四个阶段：,（3）研磨,机械切削作用磨粒受压刮擦和挤压切除微细材料 物理作用磨粒局部压力大高温、挤压作用 化学作用研磨剂表面氧化变软，加速研磨,研磨：

9、研具与加工面相对运动，磨粒、研磨剂研去材料,运动较复杂轨迹不重复， 表面粗糙度可达Ra 0.010.2m 提高尺寸形状精度， 不提高位置精度， 设备、方法简便可靠， 生产率低， 手研劳动强度大,图4.7外圆手工研磨工具,（4）滚压,滚压：滚轮或滚珠加压弹性和塑性变形,图4.8 滚压加工示意图,特点： 设备简单， 生产率高， 工艺范围广。 适用于塑性材料， 材料组织均匀。,作用：降低表面粗糙度值（Ra 0.050.4m）， 金属晶粒变细，纤维状残余压应力抗疲劳强度、 耐磨性和耐腐蚀性高， 不提高形状和位置精度。,三轴类零件加工工艺分析,1.车床主轴的加工工艺,1）主轴的支承轴颈是装配基准，其制造

10、精度直接影响到主轴部件的回转精度，故对支承轴颈提出较高的要求。 支承轴颈A、B：圆度、圆跳动0.005，接触率70%，IT5级，Ra0.4 2）主轴前端莫氏6号锥孔用来安装顶尖或工具锥柄，其锥孔轴线必须与支承轴颈轴线同轴，否则会引起被加工的工件出现相对位置误差。 莫氏锥孔：圆跳动，近0.005，远0.01，接触率70%，Ra0.4，淬硬 3）主轴前端圆锥面和端面是安装卡盘或车床夹具的定位表面。 短锥C和端面D：圆跳动0.008，Ra0.8，淬硬 4）配合轴颈用于安装传动齿轮等。 配合轴颈：尺寸IT56级，圆跳动0.015 5）其他表面如轴向定位轴肩与中心线的垂直度，螺纹中心与中心线的同轴度等要

11、求。,车床主轴零件的主要技术要求：,如图4.9 CA6140车床主轴的零件简图多阶梯结构空心轴,主轴加工工艺过程,材料45钢，毛坯为模锻件，大批量生产,表4.1 CA6140车床主轴加工工艺过程,2.车床主轴的加工工艺分析,（1）定位基准的选择,基准统一采用两中心孔为定位基准；,互为基准： 以支承轴颈定位，车锥孔； 以锥堵中心孔定位，精车外圆； 以外圆定位，粗磨锥孔； 以锥堵中心孔定位，粗精磨外圆； 最后以支承轴颈定位，精磨锥孔。 使锥孔的各项精度达到要求。 中心孔和支承轴颈互为基准、反复加工的原则 工艺过程实质定位基准的准备和转换的过程,图4.10 锥堵与锥堵心轴,(2)加工阶段的划分,适当

12、穿插其它表面的加工工序而组成的工艺路线。,以主要表面（特别是支承轴颈）的加工为主，分： 粗加工阶段调质前的工序 半精加工阶段调质后到表面淬火间的工序 精加工阶段表面淬火后的工序， 其它次要表面适当穿插其中,粗精分开，先粗后精。,以重要表面（特别是支承轴颈）的粗加工、 半精加工和精加工为主线，,表4.1 主轴加工的工艺过程,（3）合理安排热处理工序,锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高

13、的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。,毛坯锻造正火消除应力，改善切削性能,粗加工调质提高力学性能，为表面淬火准备,半精加工表面淬火提高耐磨性,表4.1 主轴加工的工艺过程,（4）加工顺序的安排,先基准后其它、先粗后精、先主后次、穿插进行的原则：,锻造正火车端面钻中心孔粗车调质半精车 精车表面淬火粗、精磨外圆表面磨锥孔,（5）次要表面的加工安排,深孔加工工序的安排深孔加工安排在外圆半精车之后，以便有一个较为精确的轴颈作为定位基准，这样加工出的孔容易保证主轴壁厚均匀。,次要表面加工工序安排主轴上的花键、键槽等次要表面加工， 通常安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行。如果精车前已

14、铣出键槽，精车时因断续切削而易产生振动，既影响加工质量，又容易损坏刀具，也难控制键槽的深度。,螺纹局部淬火后淬火变形会影响螺纹和支承轴颈的同轴度,（6）主轴锥孔的磨削,专用夹具保证加工精度,图4.11磨主轴锥孔专用夹具 1拨盘 2锥柄 3拨销 4钢球 5弹性套 6支架 7工件 8弹簧,主轴检验,加工中检验,自动测量装置，作为辅助装置安装在机床上。 这种检验方式能在不影响加工的情况下，根据测量结果，主动地控制机床的工作过程，如改变进给量，自动补偿刀具磨损，自动退刀、停车等，使之适应加工条件的变化，防止产生废品，故又称为主动检验。 主动检验属在线检测，即在设备运行，生产不停顿的情况下，根据信号处理

15、的基本原理，掌握设备运行状况，对生产过程进行预测预报及必要调整。在线检测在机械制造中的应用越来越广。,加工后检验,单件小批生产中，尺寸精度一般用外径千分尺检验； 大批大量生产时，常采用光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验。 表面粗糙度可用粗糙度样板进行检验；要求较高时则用光学显微镜或轮廓仪检验。 圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的最大差值之半来确定，也可用千分表借助V形铁来测量，若条件许可，可用圆度仪检验。圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定。 主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖孔为定位基准，在两支承轴颈上方分别用

16、千分表测量。,4-2套筒类零件加工,一.概述,1.套筒类零件的功用和结构特点,功用支承旋转轴，引导刀具等 见图4.12中的钻套和镗套，液压油缸，内燃机汽缸套等 结构特点同轴度较高的内外回转面； 壁薄易变形； 长度大于直径,2.套筒类零件的技术要求,内孔尺寸IT67级，IT9级； 形状精度在公差内，为1/21/3，圆柱度公差 表面粗糙度Ra 1.60.2，0.04 外圆尺寸IT67级，形状精度在公差内，Ra3.20.8 内孔外圆同轴度0.010.05。端面与轴线垂直度,3. 套筒类零件的材料及毛坯,材料取决于工作条件 一般采用钢、铸铁、粉末冶金、铜及其合金、尼龙和 工程塑料等 滑动轴承双金属结构

17、在钢或铸铁套的内壁上浇铸 巴氏 合金等轴承合金材料， 既可节约贵重金属，又能提 高轴承寿命。,毛坯材料、结构、尺寸及生产批量等因素有关： 孔径小热轧或冷拉棒料，也用实心铸件 孔径大无缝钢管或带孔的空心铸件和锻件 大量生产冷挤压和粉末冶金,二.套筒类零件的内孔表面加工,1.套筒类零件内孔的一般加工方法见表3.6,（1）钻孔常用麻花钻 特点： 钻头易偏斜； 钻孔排屑困难，切削热不易散发； 钻孔轴向力大； 精度低，表面粗糙度值大。 工艺钻孔前先加工端面，采用工件回转等措施防止和 减少钻头的偏斜。,（2）扩孔 扩大已有的孔径进行半精加工 特点： 刚性好，刀齿多，切削深度小，易排屑，切削平稳， 导向性好

18、，可矫正钻孔轴线的偏斜。 常作为铰孔等精加工前的准备工序，也可作为要求不高的 孔 的最终工序。,（3）铰孔,未淬硬的中小尺寸孔的精加工,特点： 余量小， 切削速度较低， 铰刀齿数多， 刚性好且制造准确， 排屑润滑条件好尺寸形状精度高。,铰孔精度主要取决于铰刀精度， 自定位，浮动联接不能修正孔的位置误差,铰孔不宜用于台阶孔、盲孔、短孔和具有 断续表面的孔,一次安装下连续钻、扩、铰加工避免安装误差，快速换刀，生产率高。,图4.13 快换夹头 1柄部 2套筒 3外套 4钢球 5弹簧圈,（4）镗孔对未淬硬孔加工，,特点： 适用性强，镗刀简单，成本低，经济性好。 单刃刀具纠正原有孔的位置偏差能力强，位置

19、精度高。 刀杆刚性差，易振动，镗孔质量不易控制，生产率低。 用于单件小批生产。,特点： 加工平稳，尺寸精度高，表面粗糙度值小。 拉刀在工件孔内自定位，位置精度不高。 多刃刀具，同时粗精加工，生产率高。 刀结构复杂、成本高，适应性差。 用于成批大量生产，不拉阶梯孔、盲孔和大孔 。,（5）拉孔高效的精加工方法,（6）磨孔对淬硬或未淬硬孔精加工,特点： 砂轮受工件孔的限制，直径小，磨削速度低； 砂轮轴直径较小，刚性差，容易变形； 砂轮与工件接触面积大，排屑和散热困难，冷却不便， 工件易烧伤； 砂轮磨损快，需经常修整更换。,应用： 位置精度高， 应用广（淬硬孔、盲孔、大直径孔、短精密孔、断续孔） 不适

20、用于磨削有色金属,增加内圆磨头的转速是提高孔生产率的主要途径。,（7）深孔加工 （L/D5）,难点： 刀具细长，刚性差，加工中容易使孔的轴线歪斜； 冷却散热条件差； 排屑困难，严重时引起刀具崩刀或折断。,措施： 工件旋转，改进刀具导向，减少刀具引偏； 压力输送切削液，冷却刀具和排屑； 改进刀具结构，强制断屑。,单件小批生产卧式车床,成批生产深孔加工专用机床,图4.14 深孔加工示意图,2.套筒类零件内孔的精密加工,（1）珩磨光整加工，低速大面积接触的磨削加工 砂条（珩磨头）旋转运动和往复运动，加压力轨迹为交叉而不重复的网纹,图4.15珩磨运动及其切削轨迹,图4.16利用螺纹调压的珩磨头,1本体

21、 2调整锥 3砂条座 4顶块 5砂条 6弹簧箍 7弹簧 8螺母,特点： 磨粒多，磨削力小，速度低，发热少，不烧伤，变形层薄，孔表面质量好。 尺寸、形状精度高。 浮动联结，自定位，不纠正孔的相互位置精度 往复速度高，磨粒多，生产率高。 应用广，加工铸铁件、淬火、不淬火钢件、青铜件等， 不宜加工韧性金属。加工孔径5500mm，深径比达10 以上 用于大批量生产， 单件小批生产改装机床上用珩磨头进行,（2）研磨 与研磨外圆同,可提高尺寸形状精度，不提高相互位置精度，生产率低.,（3）滚压 原理及特点与滚压外圆相同,图4.17研磨棒,三. 套筒类零件加工工艺分析,1.套筒类零件的加工工艺,（1）短套筒

22、类零件的加工工艺,图4.19钻床主轴套筒零件简图,技术要求： 内孔B、C尺寸J7， 圆柱度0.01， 同轴度0.012， 跳动0.01 外圆尺寸j7， 圆柱度0.003， 表面粗糙度Ra0.63,材料45钢， 毛坯为棒料， 成批生产。,工艺特点：,表4.2 某钻床主轴套筒的加工工艺过程,1）定位基准： 外圆或孔口倒角中心线基准重合 大多数工序中用基准统一，保证内外圆的相互位置精度 互为基准，反复加工，相互位置精度逐渐提高 2）分阶段： 粗加工阶段调质前 半精加工阶段调质到时效间 精加工阶段时效后 3）弯曲变形： 调质稳定组织 铣齿后低温时效处理消除内应力 精磨外圆保证加工精度 4）轴承孔： 结

23、构限制不宜用磨削 精磨后外圆定位，高精度液塑定心夹具精车内孔,（2）长套筒类零件的加工工艺,特点： 壁薄，,图4.20 液压缸简图,加工要求高： 尺寸精度70H6， 圆柱度0.04， 孔的直线度0.15， 同轴度0.04， 垂直度0.03， Ra0.32。 外圆尺寸h6,工艺特点：,表4.3为液压缸的加工工艺路线，毛坯为无缝钢管，成批生产。,工艺特点： 1）保证位置精度： 定位基准外圆装配面A、B基准重合、基准统一 避免薄壁变形工艺螺纹改变受力方向 另一端定位面增加厚度中心架 软爪夹一端避免夹紧变形， 另一端顶尖精车外圆 外圆中心架找正内孔镗内锥面。 2）内孔加工： 半精镗精镗浮动镗滚压 滚压

24、表面质量高，耐磨性好,2.套筒类零件的加工工艺分析,夹具复杂，高精度的定心夹具 定心夹具液性塑料定心夹具、 弹性薄膜卡盘、修整的三爪自定心卡盘 和软爪等,（1）保证套筒表面相互位置精度的方法,内外圆的同轴度及端面对孔的垂直度：,1）一次装夹完成： 无装夹误差，位置精度高。 工序集中。 小尺寸、结构简单的套类零件的加工。,2）多次装夹 先终加工孔，后终加工外圆。 夹具简单， 定心精度高， 位置精度高， 应用广,3）多次装夹 先终加工外圆，后终加工孔,（2）防止套筒薄壁变形的工艺措施,夹紧力、切削力、残余应力和切削热的影响,1）切削力和切削热粗精分开变形可在精加工纠正,2）夹紧力： 改变夹紧力方向

25、径向改轴向工艺螺纹 夹紧力均布 过渡套、液性塑料定心夹具、弹性薄膜卡盘、修整过的三爪自定心卡盘、软爪 辅助工艺凸边提高刚度，减少夹紧变形,3）热处理： 粗精之间进行， 变形在精加工中修正。,4-3箱体类零件加工,一.概述,1.箱体类零件的功用和结构特点,功用： 箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的 轴、套、齿 轮等相关零件连接成一个整体，并 使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转 速来完成规定的运动。,结构：见图4.22 复杂，壁薄、厚不均匀，内部腔形； 有许多精度要求高的轴承支承孔和平面， 加工面多，加工难度大。,2.箱体类零件的主要技术要求,支承孔： 尺寸IT67，形状精度为孔尺

26、寸公差的一半，Ra1.60.4； 同轴度 0.010.03，平行度0.030.06，中心距0.020.08,装配、定位基面： 平面度0.020.1，Ra3.20.8 平行度、垂直度300：（0.020.1）,孔与面：平行度0.030.1,3.箱体类零件的材料毛坯,材 料 铸铁易成形，切削性能好，价格低，吸振性和耐磨性好。 焊接单件小批生产，缩短生产周期 铸钢件大负荷的箱体 铝镁合金或其它铝合金材料特定条件 摩托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主体材料。,毛 坯： 单件小批木模手工造型精度低，余量大 大批量金属模机器造型精度高，余量小 铝合金箱体压铸精度很高，余量很小 一般采用铸件。因曲轴箱是大

27、批大量生产，且毛坯的形状复杂，故采用压铸毛坯，镶套与箱体在压铸时铸成一体。压铸的毛坯精度高，加工余量小，有利于机械加工。 为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效,二.箱体零件的平面加工方法,宽刃精刨代刮： 速度低，余量小，发热变形小， Ra1.60.8，精度高，生产率高。,特点： IT610，Ra12.51.6。结构简单，调整方便，通用性好。 龙门刨床：切削速度低，有空行程，单刃加工，生产率低单件小批生产,1.刨削,图4.24宽刃精刨刀,2.铣削,特点：IT610，Ra12.50.8，生产率较高,方法： 端铣刀齿数多，精度高，粗糙度值小；刚性好，生产率高，应用多 周铣通用性好

28、，适用广单件小批应用多,图4.25 平面铣削方法,3.磨削,特点： 速度高、进给量小、IT59，Ra1.60.2半精加工和精加工,方法： 周磨发热小，排屑与冷却好，精度高，间断进给，生产率低 端磨磨头刚性好，弯曲变形小，磨粒多，生产率高 冷却条件差，磨削精度较低大批生产中精度不高零件加工,图4.26 平面磨削方法 1砂轮 2工件,4.刮研,精度5级以上，表面粗糙度Ra0.11.6，可存润滑油 劳动强度大，生产率低；力小，变形小，精度表面质量高,特点：,用于未淬火的工件，可使两个平面之间达到很好的接触及紧密吻合,表面质量的评定： 粗刮为12点/cm2，半精刮为23点/ cm2，精刮可达34点/

29、cm2,应用单件小批生产及维修工作。,三.箱体类零件加工工艺分析,1.车床主轴箱的加工工艺,材料HT200，中批生产。,结构： 见图4.23复杂，箱壁薄，加工表面多（平面和孔系）,技术要求： 支承孔、装配基面的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度 孔系之间、孔系与装配基面之间的相互位置精度,表4.4 主轴箱的加工工艺过程,结构工艺性好： 铸造便于型芯的安放 加工便于装调刀具、更换导套、测量孔径、观察加工 和加切削液 夹具结构简单，刚性好，工件装卸方便，加工精度提高， 生产率高,新工艺：,底面开窗口支架伸入箱体；装配时加密封垫片和盖板， 用螺钉紧固,2.主轴箱的加工工艺分析,（1）精基准的选择,基准统

30、一优先保证互位置精度，减少夹具设计制造量，降低成本 基准重合避免基准不重合误差，提高相互位置精度,定位方案：,1）三面定位基准统一，基准重合，保证位置精度 定位准确可靠，夹具结构简单，工件装卸方便 单件和中小批生产中应用广 影响定位面上的加工。,2）一面两孔定位面基准重合保证位置精度 基准统一五个面上孔或平面 定位稳定可靠，夹紧方便，易于实现自动定位和自动夹紧 成批以上生产，用组合机床与自动线加工应用多 两孔定位误差影响位置精度,两方案各有优缺点应根据实际生产条件合理确定,（2）粗基准的选择,考虑： 重要孔余量均匀 旋转零件与箱内壁间隙足够 保持必要外形尺寸 定位夹紧可靠。 重要孔的毛坯粗基准

31、保证主轴孔、支承孔余量均匀 保证各孔轴心线与箱体内壁相互位置 单件、中小批划线找正法安装工件 大批量专用夹具定位，工件安装迅速，生产率高,（3）主要表面加工方法的选择,平面铣、刨，也可车。,批量大组合铣床对箱体各平面进行多刀、多刃同时铣 削；尺寸较大时，可在多轴龙门铣床上进行 组合铣削，生产率高 。,平面精加工单件小批刮研，精铣或精刨 批量大磨削，组合磨削,图4.27箱体平面的组合铣削与磨削,支承孔: 扩-粗铰-精铰小直径孔 粗镗-半精镗-精镗铰大直径孔 孔高于IT7，Ra0.4: 精密加工精细镗、浮动镗、 滚压、珩磨,（4）拟订工艺过程的原则,1）先面后孔： 提供可靠精基准，加工余量均匀 钻

32、孔可减少钻头偏；扩孔或铰孔防止崩刀；对刀调整方便。 如表4.4所列，5070工序加工平面后，才开始加工孔。,2）粗精加工分开进行： 消除粗加工的切削力、夹紧力、切削热、内应力对加工精度的影响。 根据粗精加工的不同要求来合理选用设备，提高生产率。 如表4.4所列，5090工序为粗加工加工，100工序起为精加工。,3）合理安排热处理工序： 铸造人工时效改善加工性能，消除内应力 高精度箱体粗加工后再次人工时效消除内应力 人工时效方法加热保温，振动时效,（5）孔系的加工,孔系箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合,平行孔系加工： （1）找正法：精度不高，通用机床上借助辅助装置找正单件小批生产 （2）镗

33、模法：在成批生产中，广泛采用镗模加工孔系。 生产中常用的方法。 （3）坐标法 ：坐标法镗孔是先将被加工孔系的孔距尺寸换算成两个互相 垂直的坐标尺寸，然后在普通卧式镗床、坐标镗床或数控 镗铣床等设备上，利用坐标尺寸测量装置，使机床主轴与 工件间按坐标尺寸作精确的相对位移，从而间接保证孔距 尺寸的加工精度的一种方法。 中小批生产数控镗铣床、加工中心 生产率高、精度高、适用广， 产品试制期短，工序少，简化管理,镗模法：,如图所示，工件装夹在镗模上，镗 杆支承在镗模的导套里，由导套引 导镗杆在工件的正确位置上镗孔。,图4.28 用镗模加工孔系,特点及应用： 镗杆与主轴采用浮动联接，精度主要取决于镗模的

34、精度。 镗杆刚度提高，多刀切削；定位夹紧迅速，生产率高。 镗模精度高，制造周期长，成本高，用于成批及大量生产 单件小批生产，精度高，结构复杂的箱体孔系也采用镗模法,镗模本身的精度和导套与镗杆的配合间隙，镗模加工孔系不可能达到很高的加工精度。 孔精度IT7，Ra0.81.6；孔距精度0.05 同轴度和平行度，0.020.03，0.040.05，,箱体检验,表面粗糙度检验通常用目测或样板比较法，只有当Ra值很小时，才考虑使用光学量仪； 孔的尺寸精度一般用塞规检验； 单件小批生产时可用内径千分尺或内径千分表检验； 若精度要求很高可用气动量仪检验。 平面的直线度可用平尺和厚薄规或水平仪与桥板检验； 平

35、面的平面度可用自准直仪或水平仪与桥板检验，也可用涂色检验。 同轴度检验 一般工厂常用检验棒检验同轴度； 孔间距和孔轴线平行度检验 根据孔距精度的高低，可分别使用游标卡尺或千分尺，也可用块规测量； 三坐标测量机可同时对零件的尺寸、形状和位置等进行高精度的测量。,4-4 圆柱齿轮加工,一. 概述,1.圆柱齿轮的结构特点 功用按一定速比传递运动和动力 结构齿圈直齿、斜齿、人字齿 轮体盘类、套类、轴类、齿条等见图4。29 单齿圈盘形齿轮的工艺性好，任意加工方法来加工轮齿。 多齿圈齿轮的小齿圈的加工受其轮缘间的轴向距离的限制， 其齿形加工方法的选择受到局限。如果齿轮精度要求高， 需要精滚或磨齿时，可将多

36、齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组 合装配结构。,2.圆柱齿轮的技术要求分析,1）传递运动准确性一转内转角误差小，保证运动准确 2）传递运动平稳性一齿内转角误差小，瞬时变化小，减少振动 冲击噪声 3）载荷分布均匀性齿面接触良好，载荷分布均匀，以免齿面磨损 4）传动侧隙合理性齿面间有间隙，贮存润滑油，补偿变形，以免 卡死烧伤,（1）圆柱齿轮传动精度要求,国标GB10095-88渐开线圆柱齿轮精度： 1、2级有待于发展，35级高精度，68中等精度， 912低精度 标准将齿轮每一个精度等级的各项公差与极限偏差分为三个公差组见表4.5 齿轮副侧隙齿厚偏差 用C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、

37、S表示 齿厚的上、下偏差分别用两种字母表示,（2）圆柱齿轮的齿坯精度要求 基准孔（或轴）的直径公差，基准端面的端面跳动,3.齿轮的材料、毛坯及热处理,一般精度齿轮中碳钢、中碳合金钢（如45、40Cr）调质或表面淬火 低速重载齿轮低碳合金钢（如20CrMnTi）渗碳淬火、碳氮共渗 非传力齿轮不淬火钢、铸铁、工程塑料等,（1）齿轮的材料及热处理根据工作条件选择,棒料小尺寸、结构简单、强度低的齿轮 锻件强度高、耐磨、耐冲击的齿轮， 批量小尺寸大自由锻， 批量大模锻 铸件铸钢件结构复杂、尺寸大的齿轮 铸铁件受力小无冲击的开式齿轮 铸件一般可直接铸出轮齿,（2）齿轮的毛坯材料、结构形式、与尺寸、使用条件

38、及生产批量,二、 齿轮零件的齿形加工,成形法铣齿、拉齿、成形磨齿 展成法滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿,1.铣齿用齿形铣刀在铣床上加工齿面的方法。 m8盘状铣刀 m8指状铣刀 精度低IT9，表面粗糙度Ra6.33.2， 生产率低 不需专用设备，铣刀简单，价格便宜。 单件或修配生产、低精度齿轮,2.滚齿 相当于齿轮齿条的啮合,图4.30 滚齿原理,旋转齿条连续移动分度圆沿节线作无滑动纯滚动 滚刀切削刃的包络线形成渐开线齿形,滚刀蜗杆开槽和铲齿，具有切削刃和后角,通用性好：可加工模数和压力角相同的直齿轮、斜齿轮，蜗轮 精度高：78级，可达6级，表面粗糙度Ra3.21.6。 生产率高，应用广。,工艺特

39、点：,质量： 传递运动准确性滚刀和齿轮的相对位置和相对运动发生变化 夹具、齿坯误差齿轮偏心径向误差 机床传动链误差展成运动不准确切向误差 传递运动平稳性滚刀制造、安装误差齿形误差 承受载荷均匀性夹具导轨误差，滚刀进给与工件中心不平行 齿向误差 滚齿： 传递运动准确性较高（切向误差较小） 传递运动平稳性较差（齿形误差较大） 承受载荷均匀性较好（齿向误差较小） 硬质合金滚刀硬齿面半精滚或精滚，精度7级，生产率比磨齿约高56倍。,3.插齿相当于一对圆柱齿轮相啮合,图4.31 插齿原理及成型运动,插齿刀： 齿轮磨出前后角以形成切削刃， 啮合运动包络线形成齿形。,工艺特点： 应用广加工直齿轮、多联齿轮、

40、内齿轮，扇形齿轮、齿条 精度78级，Ra1.6 往复运动，有空行程，刚度差，生产率较低 多用于中小模数齿轮的加工,质量： 传递运动准确性比滚齿低： 运动多，传动链复杂，切向误差大。 传递运动平稳性比滚齿高 插齿刀制造刃磨方便，精确，齿形误差小。 承受载荷均匀性比滚齿差 往复频繁，导轨磨损，刀具刚性差，齿向误差大。 轮齿被切削的次数多，即包络线多插齿齿面粗糙度Ra值较小 硬质合金插齿刀加工淬硬齿轮，精度67级，Ra0.40.8，工艺简单，成本低。,4.剃齿相当于一对斜齿轮空间交叉啮合,剃齿刀高精度斜齿轮， 开槽形成切削刃,图4.32 剃齿刀刀齿,剃齿时剃齿刀1与工件2在空间交错啮合， 剃齿刀高速

41、正反转，带工件自由对滚相对滑移，剃下切屑。,图4.33 剃齿工作原理,工艺特点及应用：,精度高67级，表面粗糙度Ra0.80.2， 生产率高，机床结构简单，操作方便 刀具耐用度高，刀具昂贵，修磨难。 成批大量生产未淬硬齿轮精加工。,无强制展成运动对传递运动准确性提高不多或无法提高 对传动平稳性和承载均匀性都有较大提高，齿面粗糙度值较小,质量：,高性能高速钢刀具（含钴、钼成分高）： 硬齿面精加工，精度7级，Ra0.81.6。,剃前齿形加工以滚齿为好,5.珩齿与剃齿相似,图4.34 珩齿原理,珩磨轮： 磨料与环氧树脂等材料 混合浇铸或热压成斜齿轮,珩磨轮高速带动齿轮正反转， 相对滑动， 磨粒在进给压力下进行切削 是一个低速磨削、研磨和抛光等 综合过程,珩齿设备简单，成本低，生产率高成批大量中淬火后齿形的精加工 精度67级,工艺特点及应用：,对传递运动平稳性误差的修正能力较强 对传递运动准确性误差修正能力较差 对承受载